Китайський астроном з обсерваторії Цзицзіньшань розвиває ідею про те, що життя може зароджуватися в молекулярних хмарах. За його новими розрахунками, умови в цих зоряних колисках підходять для життя метаногенних бактерій.
Молекулярна хмара Персея. У скупченні зірок IC348 в цій хмарі вчені знайшли пребіотичні молекули з вуглецем в складі / © NASA, JPL-Caltech
Молекулярні хмари – області з досить високою щільністю речовини, щоб там могли утворюватися молекули: в першу чергу водню і монооксиду вуглецю. І це саме ті сполуки, які використовують для життя метаногени.
На Землі ці одноклітинні живуть в основному в безкисневих умовах і в процесі життєдіяльності виробляють метан. Як показали експерименти, вони можуть пережити найекстремальніші умови — навіть жити в симуляції марсіанських умов, а теоретично — на супутниках і малих крижаних тілах Сонячної системи. Тому вчені розглядають метаногени як потенційні реалізатори сценарію панспермії.
Китайський астроном Леї Фенг (Lei Feng) запропонував піти далі і розглядати можливість виникнення життя ще в молекулярній хмарі, з якої потім утворилася Сонячна система.
Звичайна температура таких хмар – від 10 до 20 кельвінів. У “теплих” хмарах – 20-60 кельвінів, а в деяких досягає і 100 кельвінів. У своїй роботі Леї Фенг взяв діапазон від 10 до 100 кельвінів і розрахував потенційну зміну внутрішньої енергії молекулярної хмари (вільної енергії Гіббса) при утворенні метану, води та оцтової кислоти з водню, ацетилену та вуглекислого газу.
- Гігантська корональна діра на Сонце повертається в бік Землі
- «Хаббл» показав галактику, де недавно вибухнула наднова
- Вивчена рання передісторія Сонця
Мінімальна кількість вільної енергії, необхідна для виживання метаногенів на Землі, становить 42 кілоджоулі на моль. У щільній молекулярній хмарі, за розрахунками астронома, вільної енергії повинно бути від 60 до 370 кілоджоулів на моль. Тобто її повинно бути достатньо.
Вільна енергія, яка виділяється при синтезі сполук. Графік зі статті / © Lei Feng, arXiv
Як зазначив автор, вуглекислий газ в умовах молекулярної хмари існує у твердій формі. Метаногенне і ацетогенне життя може кріпитися до цих крупинок, щоб використовувати їх енергію і вуглець. Тоді життєдіяльність одноклітинних повинна впливати на розподіл молекул вуглецю в молекулярній хмарі. І за цими ознаками ми зможемо перевірити гіпотезу вченого.
Що стосується панспермії, метаногенні бактерії є відповідними кандидатами. У дослідженні, опублікованому в 2016 році в Nature Microbiology, вчені вивчили 6,1 мільйона генів, що кодують білки, з геномів сучасних прокаріотів. Дослідники дійшли висновку, що перше життя на планеті нагадувало метаногени та анаеробні бактерії класу Clostridia.
Звичайно, наукова робота в цій галузі триває. Проте первинна атмосфера Землі повинна була сподобатися “хмарним одноклітинним”. У ній було багато монооксиду вуглецю і вуглекислого газу.
Виходить, якщо така форма життя існувала в первинній молекулярній хмарі, вона могла «розселитися» по всій Сонячній системі. Можливо, нащадки цих метаногенних бактерій вижили на Європі та Титані — супутниках Юпітера та Сатурна відповідно. Подивимося, які результати принесуть наукові місії на ці тіла.